PIC单片机Ｉ／Ｏ口单线通讯的实现

winnie

中、低档PIC单片机有些不带串口，有些虽然有串行口，却受串口固定协议的限制或留作他用，故需用普通Ｉ／Ｏ口进行通讯。由于中、低档机Ｉ／Ｏ口数量相对较少，为节省口线，就要用Ｉ／Ｏ口模拟串行通讯。
    本文以两片采用不同主频的PIC单片机（Ａ机时钟频率为６ＭＨｚ，使用口线ＲＢ６；Ｂ机时钟频率为４ＭＨｚ，使用口线ＲＢ４）之间用异步通讯方式传送一组数据为例，说明Ｉ／Ｏ口一线通讯的实现方法。
    一、设计思想
    １．时钟同步问题
    因两个单片机的时钟不同，故采用异步通讯方式。发送、接收一位数据时，采用软件延时，保证发送、接收完全同步。
    ２．数据发送、接收方式
    Ｉ／Ｏ口一线串行通讯，并－串（或串－并）转换用软件完成。将欲发送的字节存于１６Ｈ中，经移位指令移至进位位。根据进位位的值，将口线ＲＢ６置０或１。接收端ＲＢ４接收并判断后，置进位标志为０或１，再经移位指令移入１４Ｈ中。这样循环执行８次，就可将一个字节由低位到高位一位位地发送出去。数据传送速率可用延时循环的方法进行调节。
    ３．握手协议
    先发握手信号，后发数据。假定Ａ机为发送，Ｂ机为接收。Ａ机开始发送时，先发送一个握手数据信号，Ｂ机收到后回送一个应答信号，表示同意接收。
    Ａ机收到应答信号后，开始发送数据。握手信号和数据信号都按异步通讯格式，先发准备信号“１”，接着发送起始位“０”，然后发数据位。
    ４．数据传送
    异步通讯时，发送时钟控制数据位的定时移位串行输出，接收时钟检测起始位，并控制数据的定时接收移入。两个时钟信号不是通过信号线传递，而是采用编程约定的办法，使之和实际使用的数据速率基本保持一致，而数据信号中的起始位则是发和收的同步控制。接收时钟为数据传送波特率的１６倍频信号，即一个数据位宽的时间内将会出现１６个接收时钟的信号，这是检测起始位和保证在数据位中央位置接收数据所需要的。为排除瞬时干扰，在检测到数据输入线的电平由“１”变为“０”之后，接收端将继续检测。仅当连续８个接收时钟周期内都检测到数据线上的电平为“０”时，才确认是起始位，且发送端每一个“０”或“１”都发送１６次，接收端将以１６倍的时钟周期，即以位宽时间为间隔，接收各数据位（在其中央位置接收数据）。一个字长数据（８位）接收完后，子程序返回。
    二、程序框图和源程序
    下面给出发送、接收一字长（８位）信号的子程序框图（见图１、图２）和PIC单片机源程序（发送、接收联络信号与数据信号相同）。注：所有延时程序略。
    １．发送子程序
   ｌｉｓｔ ｐ＝１６ｃ６５，ｆ＝ｉｎｈｘ８ｍ
ｐｏｒｔｂ  ｅｑｕ６
ｔｒｉｓｂ  ｅｑｕ １６ｈ
ｓｔａｔｕｓ ｅｑｕ３
ｒｐ０    ｅｑｕ５
　　      ｏｒｇ０ｘ１００
ｆｓ    ｂｓｆ   ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０；选存储体１
　      ｂｃｆ   ｔｒｉｓｂ，６    ；置ＲＢ６为输出
  　    ｂｃｆ   ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０；恢复存储体０
    　  ｂｓｆ    ｐｏｒｔｂ，６   ；发准备信号“１”
      　ｍｏｖｌｗ０ｘ０８
　      ｍｏｖｗｆ１ｆ       ；置发送字长
　      ｃａｌｌ   ｙｓｔｂ      ；延时同步
  　    ｍｏｖｌｗ０ｘ１０
   　   ｍｏｖｗｆ１ｃ
ｆｓ１  ｂｃｆ    ｐｏｒｔｂ，６   ；发１６个起始位
　      ｄｅｃｆｓｚ１ｃ，１
  　    ｇｏｔｏ   ｆｓ１
ｔｓ    ｃａｌｌ   ｙｓｔｊ      ；延时调节波特率
    　  ｒｒｆ    １６ｈ，１     ；发送字节移位
     　ｂｔｆｓｃ  ｓｔａｔｕｓ，０
　      ｇｏｔｏ    ｔｙ
  　    ｍｏｖｌｗ０ｘ１０
   　   ｍｏｖｗｆ１ｃ
ｆｓ２  ｂｃｆ    ｐｏｒｔｂ，６   ；位为０，发１６个“０”
　      ｄｅｃｆｓｚ１ｃ，１
  　    ｇｏｔｏ   ｆｓ２
   　   ｇｏｔｏ     ｔｒ
ｔｙ    ｍｏｖｌｗ０ｘ１０
     　 ｍｏｖｗｆ１ｃ
ｆｓ３  ｂｓｆ    ｐｏｒｔｂ，６   ；位为１，发１６个“１”
　      ｄｅｃｆｓｚ１ｃ，１
　     ｇｏｔｏ         ｆｓ３
ｔｒ    ｄｅｃｆｓｚ１ｆ，  １
　　    ｇｏｔｏ    ｔｓ        ；发送未完，延时发下一位
　      ｒｅｔｕｒｎ          ；发送结束返回
　     ｅｎｄ
    ２．接收子程序
   ｌｉｓｔ ｐ＝１６ｃ６５，ｆ＝ｉｎｈｘ８ｍ
ｐｏｒｔｂ  ｅｑｕ６
ｔｒｉｓｂ  ｅｑｕ １６ｈ
ｓｔａｔｕｓ ｅｑｕ ３
ｒｐ０   　ｅｑｕ５
      　　　ｏｒｇ   ０ｘ２００
ｊｓ    ｂｓｆ    ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０  ；选存储体１
    　　ｂｓｆ     ｔｒｉｓｂ，４     ；置ＲＢ４为输入
　　    ｂｃｆ    ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０  ；恢复存储体０
ｊｓ１  ｂｔｆｓｓ   ｐｏｒｔｂ，４    ；检测收到“１”否
　　    ｇｏｔｏ    ｊｓ１        ；未收到“１”继续检测
    　　ｍｏｖｌｗ０ｘ０８      ；置接收字长８位
　　    ｍｏｖｗｆ１ｆ
ｌｏｏｐ１ ｍｏｖｌｗ０ｘ０８      ；置循环次数８
  　　 　　ｍｏｖｗｆ１ｄ
ｌｏｏｐ  ｂｔｆｓｃ  ｐｏｒｔｂ，４    ；检测起始位
　    　  ｇｏｔｏ   ｌｏｏｐ１     ；未收到“０”重置８次循环
     　　ｄｅｃｆｓｚ１ｄ，１
　　　    ｇｏｔｏ   ｌｏｏｐ       ；收到“０”继续检测
ｊｚ    ｃａｌｌ     ｙｓｔｂ       ；收到８个“０”，延时同步，接收数据
        ｂｔｆｓｃ    ｐｏｒｔｂ，４     ；测试接收位
        ｇｏｔｏ   ｊｙ
　　    ｂｃｆ    ｓｔａｔｕｓ，０    ；收到“０”置ｃ＝０
　　    ｇｏｔｏ   ｊ１
ｊｙ    ｂｓｆ    ｓｔａｔｕｓ，０    ；收到“１”置ｃ＝１
ｊ１    ｒｒｆ     １４ｈ，１      ；接收位移入１４ｈ
　　    ｄｅｃｆｓｚ  １ｆ，１
　　    ｇｏｔｏ   ｊｚ         ；未接收完，延时接收下一位
        ｒｅｔｕｒｎ            ；接收完返回
        ｅｎｄ